Ameya360代理品牌 | 纳芯微::模拟芯片厂商从消费电子到汽车应用领域的进阶之路

Release time:2022-09-07
author:Ameya360
source:网络
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  近年来,消费电子市场在过去一直作为全球半导体重要增长点,如今这个重要增长点开始转向了工业、汽车等领域。近日,纳芯微电子市场总监叶健接受采访,不仅分析了消费电子和汽车等不同应用场景对芯片产品的需求差异;也分享了纳芯微作为国产模拟芯片厂商代表之一,从消费电子拓展到工业、汽车应用领域的实践与经验。

Ameya360代理品牌 | 纳芯微::模拟芯片厂商从消费电子到汽车应用领域的进阶之路

  增速最快的汽车市场——国产模拟芯片的进阶考验

  从应用市场来看,根据IC insights的预测,在专用模拟芯片分类中,2022年汽车市场将占其中27.35%的份额,是专用模拟芯片的第二大应用市场,仅次于通讯;同时汽车也是专用模拟芯片增速最快的下游市场,预计2022年增长达到17%。

  从消费电子到工业、再到汽车,工作环境越来复杂,对于芯片本身可靠性提出了更高的要求。展开来说,汽车芯片产品从开发到制造工艺,甚至是最终导向市场,打入汽车供应链的阶段都与消费电子产品有多方面的差异,而其中的差异之大,甚至可以用“另一个世界”来形容。

  关于产品开发阶段的差异,叶健介绍道:“为了满足下游消费市场不断迭代升级的需求,消费电子的一大特点是对客户需求进行快速响应,在产品开发阶段可能会更激进,主要考虑成本、时效性等因素;而汽车类芯片的开发,则对稳定性、可靠性要求更高,会更加倾向于采用成熟的产品和技术,也会优先考虑成熟的制程工艺。”

  具体而言,汽车芯片与消费类、工业类的芯片相比,更加注重可靠性、安全性和长期性。可靠性的一个重要指标就是失效率,汽车芯片期望做到零失效。但汽车芯片种类繁多且复杂,产品一致性以及可靠性上的高要求,显然对芯片厂商提出了很高的要求。

  而安全对于汽车芯片产品来说同样是关键,汽车关系到生命安全,保证汽车安全的前提是需要汽车在机械、电子部分不出错,避免由系统功能性故障而导致的不可接受的风险。作为汽车电子系统的关键一环,汽车芯片从产品研发到量产阶段需要充分考虑功能安全,在芯片达产前需要进行大量的测试验证工作。

  另外,汽车产品本身的开发周期、迭代周期都比消费电子漫长得多,对于汽车芯片来说,要配合新车型从开发到上市验证阶段,需要在设计之初就要满足客户前瞻性的需求。同时,开发周期长,也意味着前期投入的巨大,包括前面提到的多项车规级认证,在技术、资源、时间成本上对芯片厂商提出了较大的考验。

  剖析国产模拟厂商打进汽车供应链的关键

  长期以来,汽车芯片供应链一直由海外厂商主导,对于进入汽车市场相对较晚的本土模拟芯片厂商来说,打入汽车供应链并不是一件易事,不仅要产品经得起考验,还需要获得主机厂的信任。

  过去两年间汽车芯片持续紧缺,其实也为本土模拟芯片厂商打入汽车供应链带来了一些契机。大环境给了国内供应商一个试验的机会,整车厂商还有很多方案设计公司都愿意尝试导入国产品牌。

  对于进入汽车供应链的关键,叶健表示芯片公司需要在质量以及产能保障上下足功夫。具体而言,车规产品不仅仅是通过AEC-Q100可靠性认证,还需要考虑完整产品生命周期。“以纳芯微为例,公司长期、全面的质量管理体系意味着从产品的研发到生产的过程中,都会严格遵照质量管控的规范。纳芯微一直很重视在质量体系上的投入,包括人员、组织架构、产品研发和量产流程等环节都有全面的质量管理方针,并确保具体落实和执行。”叶健补充道。

  在具有完备的质量体系后,还需要有可靠的产能保障,特别是在今年汽车芯片出现全球性短缺的情况下,如何保证稳定供应,成为了芯片厂商的头号难题。

  “半导体行业的特点是‘非即时生产’。从客户下单,到产品交付,通常需要几个月的周期。建立稳定的供应链体系,保证产能,不论在‘缺芯’或‘不缺芯’的时期都非常重要。纳芯微通过与上游晶圆代工厂、封测厂紧密合作与配合,不断积累供应链的管理经验,以保证运营效率和产品质量。在整个产业链遭遇黑天鹅事件频发的情况下,纳芯微发挥其供应链的韧性和灵活性,帮助车厂做好保供工作。”

  国产车规模拟芯片产品正在加速落地

  对于纳芯微来说,叶健认为“缺芯”潮给国产芯片公司带来了更多进入汽车供应链的机会,但进入该门槛之后,车厂也会进一步评估国产芯片公司的专业性、可靠性等因素。同时他表示,纳芯微专注于“长期价值”,除了抓住此次浪潮机会,更凭借自身的专业能力建设,比如完善的汽车级质量体系、丰富的车规级产品系列、高效的汽车团队,为长期地、专业地服务汽车客户打下良好基础。

  据了解,纳芯微自2016年起积极布局应用于汽车电子领域的芯片产品,目前在信号感知、系统互联、功率驱动三大产品方向均有符合AEC-Q100可靠性测试标准的产品型号应用在汽车领域。

      比如微电流传感器NSM201X系列,适用于新能源汽车OBC和空调热管理系统中PTC加热器的隔离电流采样;多通道数字隔离器NSi82x系列,可以用于三电系统中的高压模块,比如OBC、BMS、逆变器、电动空压机、PTC驱动器等;针对碳化硅功率器件在新能源汽车上的应用趋势,NSi6601M能适用于高压高频的应用;今年纳芯微还推出了专为汽车电池为系统供电应用场景设计的车规级LDO NSR31/33/35系列芯片,适合待机功耗要求高的汽车应用。


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纳芯微车规级绝压传感器NSPAD1N系列拓展压力传感性能边界
  纳芯微近日发布全新 NSPAD1N 系列超小体积绝压传感器,专为车规及多种压力检测应用场景打造。该系列产品具备高精度、低功耗、快速响应和强承压能力,符合AEC-Q100标准,支持模拟和数字多种输出方式,广泛适用于座椅气囊、座椅按摩、汽车ECU气压检测、通机控制器等车规场景,同时兼容工业控制、智能气表等工业及消费应用。  随着汽车逐步演化为集舒适与智能于一体的“移动第三生活空间”, 座椅作为关键交互部件,正经历从基础支撑向智能舒适系统的转型。座椅气囊和按摩功能也日益成为提升驾乘体验与安全性能的重要配置。  针对这一趋势,NSPAD1N系列采用高精度信号调理芯片,对MEMS芯体输出进行校准和温度补偿,支持10kPa至400kPa压力范围内的模拟输出(0~5V)及数字输出(I2C/SPI),灵活适配多种应用需求。  该系列采用3mm x3mm DFN-8的小型封装,并配备可润湿侧翼设计(wettable flank),满足车规电子小型化布板需求,支持AOI自动焊接检测。其创新的MIS基板方案,有效规避传统LGA-FR4方案在温度循环下的分层风险,显著提升在高低温交变环境下的结构稳定性。  此外,传感器正面采用四小孔进气结构,在确保气流通畅的同时形成物理屏障,有效防止异物侵入芯片腔体,提升环境适应性。  NSPAD1N系列还具备高转换速度、低功耗以及强过载与耐爆压力能力,在复杂工况下依然保持高度稳定与可靠。  产品特性  高精度、低功耗  高度线性,100%温度补偿,无需校准;全寿命精度优于±1%F.S.(-20℃~115℃),工作电流<3mA。  多种输出方式  支持模拟(绝对压力输出)与数字(I2C/SPI)信号,适配性强,便于集成。  量程与输出灵活定制  10kPa~400kPa范围可调,支持定制供电电压和输出方式,覆盖多样应用需求。  小型化封装  3mm x 3mm DFN-8车规封装,外围电路精简,助力小型化设计与系统优化。  车规级可靠性  符合AEC-Q100标准,可承受600kPa过载与800kPa爆破压力,确保在严苛环境下的稳定运行。  依托自主可控的MEMS设计与封装工艺,以及多压力温度点自动化批量标定能力,纳芯微为客户提供稳定高效的交付保障,降低供应链风险。同时支持定制化MEMS晶圆和合封产品开发,灵活应对多元应用场景。
2025-05-23 11:36 reading:255
从运动到感知,纳芯微磁传感器为人形机器人赋能
  纳芯微磁传感器技术为人形机器人运动控制提供了关键解决方案,其高精度磁角度编码器可精准检测关节位置和运动轨迹,赋予机器人更灵敏的感知能力和更流畅的运动表现。相关技术突破将推动人形机器人在通用关节和执行器等核心部件上的性能提升,为智能机器人产业发展注入新动能。  随着人形机器人技术的快速发展和市场化进程加速,其应用场景正从工业领域向消费级市场拓展。纳芯微凭借广泛的产品线布局,在这一新兴市场中占据了重要地位,其产品涵盖MCU、传感器(电流、电压、温度、位置)、栅极驱动、缓冲器、电池管理,以及通信、功放、监控和基准等芯片解决方案,能够为机器人系统提供完整的信号链支持。  纳芯微技术市场经理陈旭骅在2025CAIMRS AI+人形机器人研讨会上介绍,从当前主流人形机器人的结构来看,单台设备平均需配备71个磁编码器和90个电流传感器,具体需求拆解如下:  机械臂(自由臂):以七自由度机械臂为例,其7个关节每个关节的减速机前后均需1个编码器,单臂需14个磁角度传感器来实现电机运行及末端位置检测,双臂合计28个。同时需配套14个驱动器和28个电流传感器。  腿部和腰部关节:按四自由度保守计算,各需16个磁编码器;若包含腰部旋转和弯腰动作,则要额外增加4个磁编码器,总计20个。部分高端设计采用六自由度方案,进一步推升了传感器需求。  膝关节:针对爆发力要求高的跑跳动作,定制化膝关节动力电机通常配备4个磁编码器(每膝2个)。  灵巧手:目前国内外方案差异较大,海外有些灵巧手能实现十六、二十二自由度。国内市场比较常见的是6个空心杯为主的结构。拇指关节是一个二自由度结构,需要3个角度编码器(1个/空心杯电机+末端检测);四指关节基本上以4个空心杯电机为主,每指2关节配备2个末端位置检测编码器,总计12个。手腕类似腰部旋转结构,需额外的编码器支持。  电池管理方面:主流200A电池组需配置2个高精度电流传感器。视觉执行机构方案多样,通常需2-4个磁编码器实现精准定位。  纳芯微高精度与高可靠性传感方案  在角度传感领域,编码器技术经历了从电位器到光电、磁角度及电感式编码器的演进。目前,纳芯微聚焦于磁角度编码器和电感式编码器的研发与量产,其中磁角度编码器已广泛应用于工业及消费领域,而电感式编码器则在汽车EPS(电动助力转向系统)、扭矩传感等场景中展现优势。  纳芯微磁角度编码器采用非接触式设计,具备高可靠性、抗震、抗污染等特性,尤其适合动态环境。传统光电编码器对环境洁净度要求高,而人形机器人的跌落、碰撞等动作易导致其失效。相比之下,磁角度编码器不仅适应性强,还可实现17bit分辨率(精度达0.002°),且仅需单芯片+磁铁的简洁方案即可完成高精度检测,大幅降低系统复杂度。  纳芯微的磁编码器主要有三种不同的技术路线,可以覆盖全场景需求。首先是低成本的霍尔式磁编码器方案,适用于空心杯电机等对性价比敏感的场景。第二是AMR磁阻式编码器,具有高灵敏度,分辨率可达21bit,主要用于工控市场和机器人中的伺服电机,以及配合机器人行星减速机的多颗协同控制方案。第三是新兴的电感式编码器方案,适合中空走线或大电流场景(避免磁场干扰),目前已进入小批量阶段,未来将拓展至人形机器人关节等应用。  总之,纳芯微通过多技术路径布局,为不同精度、成本及环境要求的场景提供定制化解决方案,持续推动编码器技术在机器人领域的创新应用。  纳芯微磁编码器安装方式详解  磁编码器的安装方式主要分为在轴安装和离轴安装两大类。在轴安装是指电机轴、磁铁轴心和芯片轴心三轴同心的安装方式,它具有结构简单、精度稳定的特点。而离轴安装则是当前行业研究的热点,特别适用于需要中空结构的减速器应用场景,为人形机器人等新兴领域提供了更为灵活的解决方案。针对这两种安装方式,纳芯微开发了不同的产品系列,以满足多样化需求。  目前纳芯微有三款在轴安装磁编码器产品:MT6835(±0.02°)、MT6826S(±0.1°)和MT6701(±1.0°)。这三款产品的年出货量已达到500-600万片,广泛应用于步进电机和伺服电机领域。其中MT6701主要应用于空心杯电机等对成本敏感的场景;MT6826S和MT6835基于磁阻技术,凭借更高精度被用于伺服电机和行星减速机的多颗协同控制方案。  关于安装技术细节,在轴安装又可分为径向充磁和轴向充磁两种方案。径向充磁方案磁场发散较远,对安装距离要求较低;轴向充磁方案磁力线更为集中,适合1mm以内的精密安装场景,是纳芯微主推的方案。  离轴安装是一种创新方案,针对机器人行业对中空结构的需求,纳芯微提供三种离轴解决方案。一是集成磁头方案(MT6620),优势是集成度高,挑战是对磁铁的磁间距和安装位置要求较高;二是低成本方案(MT6709QC),其特点是通过外接磁传感器解码,通过自校准可将精度提升至±0.1°(匀速自校准)或±0.2°(简洁校准)。  第三种是电感式编码器方案(MT6901),其创新性在于,采用电感技术解决了中空走线干扰问题,能够有效规避EMC等信号干扰。这种双码道游标方案是当前市场主流的绝对值编码器,可广泛应用在机器人关节侧。  为了满足绝对位置的监测需求,纳芯微还推出了两种创新方案——单码道增量控制和M序列方案。单码道增量控制采用单磁环设计,通过中间的回零信号实现位置识别。该方案采用增量控制方式,虽然存在上电时存在噪声问题,但在工业场景中仍有广泛应用。  M序列方案则更为先进,融合光编理论创新而成。其工作原理是通过伪随机序列精确定位外圈对极位置,结合增量控制实现360°绝对角度测量。具体流程为:上电时读取内码道信号确定初始位置,然后通过增量方式进行机械控制,由芯片内部解析获得绝对角度信息。  上述两种方案各有特点:传统方案结构简单但存在噪声;M序列方案精度更高但增加了复杂度。两者均能有效满足绝对位置监测需求,可为不同应用场景提供灵活选择。  为满足不同精度需求,纳芯微开发了多种复合安装方案。其中,基础复合方案采用中间轴向充磁的在轴安装,外圈采用4颗传感器解码,特点是平衡成本与性能。高精度复合方案增加了中间磁铁屏蔽罩,能够有效隔离外部磁场干扰,提升测量精度。  纳芯微还在两个方案基础上开发了两种全中空离轴方案。其外部磁环随外转子旋转,内部磁环连接减速器电机端,采用8颗线性霍尔输出信号至解码芯片。通过增加磁屏蔽设计,其外圈精度可达0.2-0.3°,内圈精度可达0.8-1°。该方案的可靠性已在行业实际应用中得到了验证,完美解决了中空结构下的高精度测量需求。  纳芯微即将推出的MT6901电感式编码器将成为人形机器人关节的核心解决方案。该产品采用创新的三层电感技术,在定子两侧各配置一个转子,通过电磁感应实现双面信号采集,从根本上消除传统方案单侧感应的局限性。  虽然三块PCB的精密平衡存在技术挑战,但这一设计实现了内环套外环的感应方案,能够显著提升测量精度,完美解决中空走线的EMC干扰问题,特别适合需要高可靠性的机器人关节应用,从而推动整个机器人行业的技术升级。  纳芯微将持续拓展智能化边界  纳芯微通过持续技术创新,建立了完整的磁编码器解决方案体系,从传统在轴安装到创新离轴方案,从单一测量到复合安装,为工业自动化、人形机器人等领域提供了多样化的选择。特别是正在开发的MT6901电感式编码器,有望解决行业长期存在的中空走线的干扰难题,推动磁编码器技术进入新的发展阶段。  纳芯微的传感器产品已成功导入多家客户的人形机器人项目,在空心杯电机和通用关节领域实现了批量出货。与此同时,在四足机器人市场也取得了突破,多个项目进入量产阶段。作为国产传感器供应商,纳芯微将持续为机器人行业提供高可靠性解决方案,助力国产人形机器人把握市场机遇,实现技术突破。
2025-05-23 11:36 reading:269
供应链全国产!纳芯微NSSine™系列实时控制MCU工规版正式量产
  2024年11月正式发布的NSSine™系列实时控制MCU,经过广泛验证和严格测试,目前已有三款工规版本产品顺利进入量产阶段,分别为:NS800RT5039、NS800RT5049 和 NS800RT3025。同时,该系列车规版本正在进行认证测试,预计将在完成之后快速推向市场。  自发布以来,NSSine™系列产品已通过来自各行业数十家客户的严苛测试与验证,收获了积极正面的市场反馈。该系列产品在首次流片即一次性成功,至今未出现因功能性缺陷(BUG)导致的版本改动,充分体现了NSSine™实时控制MCU系列在高可靠性产品设计与开发上的成熟能力。  在产品设计方面,NSSine™系列充分考虑了替代兼容需求,硬件管脚布局与软件架构均与国际主流实时控制MCU高度兼容,有效降低了客户迁移成本,加速了项目切换的效率。  此外,NSSine™系列产品还采用自主可控的全国产供应链体系(中国大陆本土晶圆制造),支持包括Keil、IAR、Novo Studio(基于Eclipse架构)、UDE等多种主流开发工具,同时搭配自研一拖多烧录器方案,在不确定的地缘政治挑战下,为客户的供应链安全与稳定性提供了有力保障。NS800RT5/3 主要参数对比  多场景赋能:从工业到汽车全覆盖  在光伏 / 储能领域,可精准实现光伏逆变器 MPPT 控制、储能系统双向 DC/AC 转换以及电池管理系统(BMS)的精准监测,有效提升能源转换效率与系统稳定性。  在工业自动化领域,能够满足协作机器人关节控制、伺服驱动器高精度定位以及 PLC 高速 IO 处理等需求,助力工业生产向智能化、高效化迈进。  在新能源汽车领域,适用于车载充电机(OBC)高效转换、主驱逆变器电机控制以及热管理系统智能调节,为新能源汽车的性能提升与安全运行提供有力支持。  值得注意的是,NSSine™系列特别适配基于SiC和GaN功率器件打造的数字电源和电机控制系统,其超高精度PWM控制能够充分发挥宽禁带半导体器件的性能优势。
2025-05-09 13:38 reading:260
方寸之间构筑系统级可靠性,纳芯微发布国产首款高性能 2 线制霍尔开关 MT72xx系列
  纳芯微推出国内首款 2 线制霍尔开关MT72xx系列。该系列产品具有卓越的EMC性能、丰富极性选择以及高集成设计,满足 ASIL-A 功能安全认证标准,符合AEC-Q100 Grade 0标准,可应用于车身电子、域控制器长线束应用场景,为安全带锁扣检测、摇窗电机等场景提供更优解决方案。  聚焦车规应用,解决长线束痛点  随着汽车智能化、电动化趋势加速,车身功能日益复杂,车身域控制器集成化程度不断提高,使得传感器与控制器间的线束长度显著增加,进而带来了信号干扰风险上升、成本增加和系统可靠性降低等问题。  纳芯微推出的MT72xx系列高可靠2线电流型霍尔开关产品,可在保证信号传输完整性的同时,有效减少线束数量,降低线束成本和系统布线复杂度,特别适合车门锁止检测、车窗防夹控制、电动尾门位置感知、座椅位置调节、安全带锁扣等车身长线束场景应用。其稳定的电流型信号输出形式,具备良好的抗干扰特性,即便在较长线束环境下,依旧能保障信号稳定可靠。  高集成高可靠,满足车规严苛标准  针对车规环境复杂、EMI干扰强的环境特征,MT72xx内部集成100nF电容,有效提升EMC和ESD性能,简化外围器件配置,节省BOM空间,提升整车系统结构设计灵活度。产品满足AEC-Q100 Grade 0标准,适应高温严苛环境,保障整车长期稳定运行。  此外,MT72xx支持单极性、全极性、锁存等多种感应极性选择,配合不同灵敏度阈值,能够灵活适配不同磁铁方案和车辆结构需求,大幅提升设计自由度,降低开发调试复杂度。  全套开发资源,缩短客户项目周期  为进一步提升客户开发效率,纳芯微同步推出MT72xx专用demo板及磁场仿真服务,助力客户快速完成选型验证与磁铁方案匹配,降低开发调试成本,缩短产品导入周期。
2025-05-08 10:15 reading:278
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